基于海底反射与其电缆虚反射校正地震不平电缆的方法与流程

1.本发明属于海洋地震勘探技术领域，具体涉及一种基于海底反射与其电缆虚反射校正地震不平电缆的方法。


背景技术：

2.海洋高分辨率地震勘探中，采集电缆一般为100-300m，采集电缆较短，一般默认采集电缆漂浮在海面上。但是当采集电缆使用年限较久时，往往会出现电缆配重不平衡导致电缆密度过大，此时采集时电缆很难漂浮在海面上，往往会沉到海面之下，且由于电缆长度比较短，往往难以安装水鸟控制电缆沉放深度，在这种情况下，受洋流等因素影响，电缆沉放深度往往难以控制，电缆的姿态比较复杂，电缆在海水中沉放深度大小不一。
3.由于电缆沉放深度不一致，导致接收电缆出现鬼波，叠加时同相轴难以准确对齐，速度谱能量团也无法聚焦，导致速度拾取困难。因此消除高分辨率地震电缆姿态的不平衡至关重要。


技术实现要素：

4.本发明为解决现有技术中电缆姿态不平衡所导致的缺陷，提出一种基于海底反射与其电缆虚反射校正地震不平电缆的方法，可以实现更加准确的速度拾取，获得更好的叠加成像效果，针对深水区具有更好的适应性，符合地震数据处理的理论要求。
5.本发明是采用以下的技术方案实现的：一种基于海底反射与其电缆虚反射校正地震不平电缆的方法，包括以下步骤：
6.步骤a、数据道集排列和数据优化：将道集数据按照道号排列，按照道号从小到大浏览数据，并在浏览数据后采用间隔拾取的方法优化数据，提高拾取效率；
7.步骤b、拾取海底反射和海底反射的电缆虚反射：
8.在数据优化后，对海底反射和海底反射的电缆虚反射进行拾取；对于海底反射的电缆虚反射的拾取，当其在道集上难以准确判断时，根据海底反射的电缆虚反射的位置信息找到对应的炮集，通过炮集上海底反射的电缆虚反射的对比进行拾取；
9.步骤c、计算校正量：
10.拾取结束后，分别对海底反射和海底反射的电缆虚反射进行插值，设电缆漂浮在海面上时的地震波传播路径的旅行时为t，电缆沉在海面之下海底反射的传播路径的旅行时为t1，电缆沉在海面之下海底反射的电缆虚反射的传播路径的旅行时为t2；
11.如果插值后t2《t1，则需要对异常点进行检查和改正，重新进行插值，直至t2》t1；如果插值后t2》t1，则计算校正量δt＝(t2-t1)/2，进而实现对深水区不平电缆的校正。
12.进一步的，所述步骤c之后还包括步骤d，不平电缆校正后的质量控制与修正的步骤，电缆不平校正后在海底平坦地区动校正后cmp道集会拉平，鉴于此，对cmp道集海底反射点做线性拟合，再将不同反射点校正到线性拟合点即可实现对其质量控制和修正。
13.进一步的，所述步骤b中，采用自动拾取和人工拾取相结合的方式对海底反射和海
底反射的电缆虚反射。
14.进一步的，所述步骤d中，当拾取点与线性拟合点的距离超过10％时，则认为是错误的拾取点所导致的，此时将有问题的拾取点剔除再计算线性拟合点，再将不同反射点校正到线性拟合点
15.与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
16.本方案提出的地震不平电缆校正方法，通过海底反射的旅行时和海底反射的电缆虚反射的旅行时计算出电缆漂浮在海面上时的正常旅行时，这种方法可以有效克服有效波叠加时同相轴难以准确对齐的缺陷，实现更加准确的速度拾取，获得更好的叠加成像效果，尤其对于深水区，效果更加显著。
附图说明
17.图1为本发明实施例电缆虚反射产生原理及在炮集上的表现示意图；
18.图2为本发明实施例不同模式下地震波传播路径示意图，其中左图是电缆漂浮在海面上时的地震波传播路径，中间图是电缆沉在海面之下海底反射的传播路径，右图是电缆沉在海面之下海底反射的电缆虚反射的传播路径；
19.图3为本发明实施例所述不平电缆校正流程图；
20.图4为本发明实施例线性拟合的几种形态示意图；
21.图5为本发明实施例道号排列后的海底反射和海底虚反射的效果示意图；
22.图6为本发明实施例拾取海底反射和海底反射的电缆虚反射示意图；
23.图7为本发明实施例电缆不平校正前后cmp道集的对比示意图；
24.图8为本发明实施例电缆不平校正前后叠加剖面的对比示意图。
具体实施方式
25.为了能够更加清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开的具体实施例。
26.首先说明下电缆不平的原因：
27.电缆不平在地震炮集上最明显的表现是存在电缆虚反射：如图1所示，右图为电缆不平时的地震炮集，其中
①
是海底反射，同相轴为黑白黑，对应图1左图中的地震传播路径
①
。右图
②
是海底反射的电缆虚反射，由于电缆虚反射经过海面反射时相位发生90
°
反转，因此其同相轴为黑白黑，对应图1左图中的地震传播路径
②
。很明显，路径
①
用时小于路径
②
，因此地震炮集中海底反射先到达，海底反射的电缆虚反射后到达。由于电缆不平时往往远端沉放深度更大，因此海底反射与海底反射的电缆虚反射的差值更大，这表现为海底反射的电缆虚反射相对于海底反射时间的差值会随着电缆距离增大而增大。当电缆不平时，动校正后的cmp道集不再符合同相叠加规律，因此当电缆不平时有必要将电缆校正到海面上。
28.本发明提出一种基于海底反射与其电缆虚反射校正地震不平电缆的方法，其校正思想如下：
29.如图2所示，不同模式下地震波传播路径，其中左图是常规模式，即电缆漂浮在海面上时的地震波传播路径，其旅行时为t；中间图是电缆沉在海面之下海底反射的传播路径，旅行时为t1；右图是电缆沉在海面之下海底反射的电缆虚反射的传播路径，旅行时为t2。其中，设海底深度为h，震源和检波器之间的距离为s，电缆沉放深度为h1。
30.则旅行时的计算公式分别为：
[0031][0032][0033][0034]
在深水区，项的值对于最终结果的影响可以忽略，旅行时计算公式可以简化为：
[0035]
t＝4h/v
[0036]
t1＝(4h-2h1)/y
[0037]
t2＝(4h 2h1)/v
[0038]
因此有t＝(t1 t2)/2，可见，可以通过海底反射的旅行时和海底反射的电缆虚反射的旅行时计算出电缆漂浮在海面上时的正常旅行时。
[0039]
设置偏移距s的极限值为300米，h1的极限值为20米，即假设电缆最大沉放20米深度，海水速度v＝1.5m/ms，可以计算在不同水深时的旅行时如表1所示。
[0040]
表1不同水深旅行时及误差分析
[0041]
[0042][0043]
从表1可以看出，海水深度100米时误差是0.38ms，此时还略微有些误差，而当200米时，误差只有0.07ms，这时候基本上相当于没有误差了，即大于200米时，应用本发明方案就完全没有问题；由于高分辨率小多道地震的电缆采样率一般为0.5ms，因此即使对于100m水深，其计算误差也在误差范围内，因此不论在理论推导还是实际数据验证都表明该方案完全可行，本发明方案对于200米以上深度范围适用效果更佳。
[0044]
具体的，如图2所示，本实施例所述方法包括以下步骤：
[0045]
步骤a、数据道集排列和数据优化；
[0046]
海底反射和海底反射的电缆虚反射可以在炮集和道集上拾取。一般采用道集拾取的方式，主要是因为道集排列的横向连续性更好，且拾取也比较方便，效率较高；炮集拾取主要用于道集拾取不确定时的对比验证。
[0047]
首先将道集数据按照道号排列，按照道号从小到大浏览数据，由于远端电缆的沉放深度往往较大，此时海底反射的电缆虚反射可以更加直观地表现出来，这样可以有效指导海底反射和海底反射的电缆虚反射的拾取。由于数据量太大，不可能对所有道集进行完全拾取，因此在浏览数据后可以采用间隔拾取的方法优化拾取方案，提高拾取效率。
[0048]
步骤b、海底反射和海底反射的电缆虚反射的拾取；
[0049]
在数据优化后海底反射和海底反射的电缆虚反射的拾取可以采用自动拾取和人工拾取相结合的方式，这些方法已有发明专利授权，这里不再详述。需要补充的是，海底反射一般比较容易识别，但是海底反射的电缆虚反射有时难以准确识别，这样会造成电缆校正出现较大误差。当海底反射的电缆虚反射在道集上难以准确判断时，可以根据其位置信息找到对应的炮集，通过炮集上海底反射的电缆虚反射的对比提高拾取的准确性。
[0050]
步骤c、校正量的计算。
[0051]
海底反射和海底反射的电缆虚反射无法做到每个点都会拾取，因此在拾取结束后首先分别对海底反射和海底反射的电缆虚反射进行插值。
[0052]
插值后电缆虚反射的到达时间t2必然大于海底反射的到达时间t1。如果插值后t2《t1，则需要对异常点进行检查和改正，重新进行插值，直至t2》t1；如果插值后t2》t1，则计算校正量δt＝(t2-t1)/2，进而实现对深水区不平电缆的校正。
[0053]
步骤d、电缆不平校正后质量控制与修正：
[0054]
电缆不平校正后在海底平坦地区动校正后cmp道集会拉平，且叠加剖面对比未校
正前的叠加剖面效果一定会变好。但是由于数据量太大，且存在插值，因此在实际工作中无法确保每一拾取点的准确性，这导致动校正后的cmp道集可能存在形态扭曲问题，影响了最终叠加的效果。因此需要消除动校正后的cmp道集的扭曲现象。
[0055]
由于理论上动校正后的cmp道集为线性形态，因此采用对cmp道集海底反射点做线性拟合，再将不同反射点校正到线性拟合点即可，需要注意的是，当拾取点偏离整体趋势太大，一般认为拾取点与线性拟合点的距离超过10％，则认为是错误的拾取点所导致的，此时需要将有问题的拾取点剔除再计算线性拟合点。
[0056]
具体案例：
[0057]
某深海地区采集的高分辨率小多道地震数据，存在明显的电缆不平问题。按照本发明专利的方案校正电缆到海平面上。
[0058]
按照道集排列后发现海底反射的电缆虚反射整体上比较规则(图5)，整体上随着道号的增加呈现线性增加趋势，在平衡效率和效果后，确定拾取方案按照奇数道进行拾取。拾取海底反射和海底反射的电缆虚反射如图6所示。海底反射和海底反射的电缆虚反射插值检查后即可计算出校正量t，继而完成不平电缆的校正。图7是电缆不平校正前后cmp道集的对比，可以看到未进行电缆不平校正的cmp道集海底明显不平，而经过电缆不平校正后cmp道集拉平。图8是电缆不平校正前后叠加剖面的对比，经过电缆不平校正后，叠加剖面信噪比更高，地层更连续和清晰。
[0059]
综上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。